7/23/2019 METOPEN (FIX).docx http://slidepdf.com/reader/full/metopen-fixdocx 1/29 BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Limbah adalah salah satu permasalahan yang paling memprihatinkan di Indonesia. Seiring dengan pertumbuhan penduduk yang kian pesat, produksi limbah juga semakin meningkat pesat, termasuk limbah plastik. Penggunaan plastik dalam kehidupan sehari-hari sudah sangat umum sehingga limbah plastik yang ada di Indonesia pun jumlahnya sudah sangat banyak, bahkan diperkirakan limbah plastik di Indonesia telah mencapai ribuan ton. Sampah plastik termasuk sampah non-organik yang butuh waktu sangat lama untuk dapat terdegradasi dengan sempurna. Plastik baru dapat terdegradasi dalam waktu 45 hingga ! tahun "Sulistiani, #4$. Limbah plastik ini dapat menimbulkan berbagai permasalahan lingkungan seperti tersumbatnya jalan air dalam tanah, menyebabkan racun bagi berbagai organisme, dan memerlukan lahan yang sangat besar untuk penampungan sampah % sampah tersebut. &i sisi lain, plastik yang selama ini banyak digunakan berasal dari pengolahan sumber energi 'osil. Pembuatan plastik sintetis yang berasal dari energi 'osil bahkan telah mencapai (4 juta ton)tahun di seluruh dunia. *anyaknya pemakaian tersebut kini dihadapkan pada ketersediaan bahan bakar 'osil yang semakin menipis. Industri plastik dituntut untuk lebih meminimalisasi penggunaan bahan bakar 'osil dan lebih menekan laju produksinya. *erbagai hal di atas menuntut suatu solusi dalam menghasilkan plastik yang mudah diuraikan sempurna dalam waktu singkat serta berasal dari bahan lain selain sumber energi 'osil. Plastik biodegradable, sebagai plastik yang berasal dari bahan yang ramah lingkungan dapat dijadikan salah satu solusinya. Plastik biodegradable memiliki beberapa keunggulan dibandingkan plastik sintetis. Selain si'atnya yang mudah terurai, proses pembuatan plastik biodegradable juga menghasilkan lebih sedikit emisi karbon dibandingkan proses pembuatan plastik biasa "Purwanti, #($ dan lebih aman digunakan sebagai kemasan makanan. Plastik biodegradable dapat dibuat dari berbagai macam 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Limbah adalah salah satu permasalahan yang paling memprihatinkan di
Indonesia. Seiring dengan pertumbuhan penduduk yang kian pesat, produksi
limbah juga semakin meningkat pesat, termasuk limbah plastik. Penggunaan
plastik dalam kehidupan sehari-hari sudah sangat umum sehingga limbah plastik
yang ada di Indonesia pun jumlahnya sudah sangat banyak, bahkan diperkirakan
limbah plastik di Indonesia telah mencapai ribuan ton. Sampah plastik termasuk
sampah non-organik yang butuh waktu sangat lama untuk dapat terdegradasi
dengan sempurna. Plastik baru dapat terdegradasi dalam waktu 45 hingga !
tahun "Sulistiani, #4$. Limbah plastik ini dapat menimbulkan berbagai
permasalahan lingkungan seperti tersumbatnya jalan air dalam tanah,
menyebabkan racun bagi berbagai organisme, dan memerlukan lahan yang sangat
besar untuk penampungan sampah % sampah tersebut.
&i sisi lain, plastik yang selama ini banyak digunakan berasal dari
pengolahan sumber energi 'osil. Pembuatan plastik sintetis yang berasal dari
energi 'osil bahkan telah mencapai (4 juta ton)tahun di seluruh dunia.
*anyaknya pemakaian tersebut kini dihadapkan pada ketersediaan bahan bakar
'osil yang semakin menipis. Industri plastik dituntut untuk lebih meminimalisasi
penggunaan bahan bakar 'osil dan lebih menekan laju produksinya. *erbagai hal
di atas menuntut suatu solusi dalam menghasilkan plastik yang mudah diuraikan
sempurna dalam waktu singkat serta berasal dari bahan lain selain sumber energi'osil. Plastik biodegradable, sebagai plastik yang berasal dari bahan yang ramah
lingkungan dapat dijadikan salah satu solusinya.
Plastik biodegradable memiliki beberapa keunggulan dibandingkan plastik
sintetis. Selain si'atnya yang mudah terurai, proses pembuatan plastik
biodegradable juga menghasilkan lebih sedikit emisi karbon dibandingkan proses
pembuatan plastik biasa "Purwanti, #($ dan lebih aman digunakan sebagai
kemasan makanan. Plastik biodegradable dapat dibuat dari berbagai macam
Polimer biodegradable merupakan bagian dari Environmentally Degradable
Polymers. Polimer biodegradable adalah polimer yang terdegradasi di lingkungan
oleh proses biotik dan abiotik dan pada akhirnya dihilangkan melalui asimilasi
oleh organisme hidup untuk tidak meninggalkan residu. =ntuk penggunaan atau
pembuangan di lingkungan, 7&P harus memenuhi persyaratan dasar yaitu harus
terdegradasi menjadi 'ragmen yang tidak beracun di lingkungan atau terdegradasi
dan kemudian terdegradasi secara biologis "biodegradable$
tanpa meninggalkan residu sama sekali "*u6aroiska, #8$.
Biodegradable plastik dewasa ini berkembang sangat pesat. *erbagai risettelah dilakukan di negara maju "2erman, Prancis,2epang, >orea, /merika Serikat,
Inggris dan Swiss$ ditujukan untuk menggali berbagai potensi bahan baku
biopolimer. &i 2erman pengembangan untuk mendapatkan polimer biodegradable
pada polyhydroxy butirat "P;*$, 2epang "chitin dari 9rustaceae, 6ein dari jagung,
pullulan$. /kti'itas penelitian lain yang dilakukan adalah bagaimana mendapatkan
kemasan termoplastik dapat terurai yang mempunyai masa pakai "lifetimes$ yang
relati' lebih lama dengan harga yang lebih murah "Sanjaya, #($.
Proyeksi kebutuhan plastik biodegradable hingga tahun #( yang
dikeluarkan Japan Biodegradable Plastic Society, di tahun (??? produksi plastik
biodegradable hanya sebesar #5 ton, yang merupakan ()(. dari total
produksi bahan plastik sintetik. Pada tahun #(, diproyeksikan produksi plastik
biodegradable mencapai (.#. ton atau menjadi ()( dari total produksi
bahan plastik dunia. Industri plastik bioedegradable akan berkembang menjadi
industri besar di masa yang akan datang. Perkembangan terakhir di bidang
teknologi pengemasan adalah suatu kemasan yang bersi'at antimikroba dan
antioksidan. >euntungan utama kemasan tersebut adalah dapat bersi'at seperti
halnya bahan % bahan yang mengandung antiseptik seperti sabun, cairan pencuci
tangan yaitu ber'ungsi untuk mematikan kontaminan mikroorganisme "kapang,
jamur, bakteri$ secara langsung pada saat mikroba kontak dengan bahan kemasan,
sebelum mencapai bahan ) produk pangan di dalamnya sehingga produk pangan
&i Indonesia penelitian dan pengembangan teknologi kemasan plastik
biodegradable masih sangat terbatas. ;al ini terjadi karena selain kemampuan
sumber daya manusia dalam penguasaan ilmu dan teknologi bahan, juga
dukungan dana penelitian yang terbatas. &ipahami bahwa penelitian dalam bidang
ilmu dasar memerlukan waktu lama dan dana yang besar "&arni, #($. 2enis
plastik biodegradable antara lain polyhidrosialanoat "P;/$ dan poliasam
amino yang berasal dari sel bakteri, polylatida "PL/$ yang merupakan
modi'ikasi asam laktat hasil perubahan 6at tepung kentang atau jagung oleh
mikroorganisme, dan poliaspartat sintesis yang dapat terdegradasi. *ahan dasar
plastik berasal dari selulosa, khitin, khitosan, atau tepung yang terkandung dalam
tumbuhan, serta beberapa material plastik atau polimer lain yang terdapat di sel
tumbuhan dan hewan.
0eknologi kemasan plastik biodegradable adalah salah satu upaya yang
dilakukan untuk keluar dari permasalahan penggunaan kemasan plastik yang non
degradable "plastik kon+ensional$, karena semakin berkurangnya cadangan
minyak bumi, kesadaran dan kepedulian terhadap lingkungan serta resiko
kesehatan. Indonesia sebagai negara yang kaya sumber daya alam "hasil
pertanian$, potensial menghasilkan berbagai bahan biopolimer, sehingga teknologi
kemasan plastik mudah terurai mempunyai prospek yang baik "&arni, #($.
*ahan pembuat plastik yang berasal dari minyak dan gas sebagai sumber alami,
dalam perkembangannya digantikan oleh bahan-bahan sintesis sehingga dapat
diperoleh si'at-si'at plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi,
dan ekstruksi. Proses polimerisasi yang menghasilkan polimer berantai lurus
mempunyai tingkat polimerisasi yang rendah dan kerangka dasar yang mengikat
antar atom karbon, dengan ikatan antar rantai lebih besar daripada rantai hidrogen.*ahan yang dihasilkan dengan tingkat polimerisasi rendah bersi'at kaku dank eras
"<linn dan 0rojan, (?@5$.
*erbagai jenis bahan kemasan berkekuatan rendah yang terbuat dari
polietilen, polipropilen, nilon polyester dan 'ilm +inil dapat digunakan secara
tunggal untuk membungkus makanan atau dalam bentuk lapisan dengan bahan
lain yang direkatkan bersama, kombinasi ini disebut laminasi. Plastik berisi aditi'
yang diperlukan untuk memperbaiki si'at-si'at 'isiko kimia plastik itu sendiri.
menurun selama masa Perang &unia, namun sekarang plastik biodegradable
mendapatkan popularitasnya kembali "Caharjo, #(D$. Pada umumnya, plastik
biodegradable dapat dikategorikan menjadi dua kelompok besar berdasarkan
sumber penyusun biopolimer. >edua kelompok tersebut adalah biopolimer yang
sudah ditemukan di dalam organisme hidup dan biopolimer yang harus
dipolimerisasi terlebih dahulu "Caharjo, #(D$.
a. *iopolimer yang sudah ditemukan di dalam organisme hidup
*iopolimer yang berasal dari organisme hidup antara lain adalah pati. Pati
merupakan polimer, yang ditemukan di jaringan tumbuhan dan tersusun atas
rantai panjang glukosa "Caharjo, #(D$. Plastik biodegradable yang berbahan
dasar pati disebut plastik berbasis pati. Pembuatan plastik tersebut meliputi pembuatan tepung pati yang kemudian diproses dengan menambahkan plasticizer
seperti gliserin. 1una pemberian plasticizer adalah menambahkan elastisitas dan
'leksibilitas pada produk "&arni et al., #($. Pembuatan plastik berbahan dasar
pati memiliki potensi yang tinggi di Indonesia karena terdapat berbagai tumbuhan
penghasil pati seperti jagung, singkong, pisang, dan lainnya "&arni et al., #($.
Selain biopolimer pati, poliester alami pun dapat digunakan sebagai bahan
dasar plastik biodegradable. Poliester alami tersebut berasal dari reaksi kimiawi
bakteri "Caharjo, #(D$. Polimer yang dihasilkan dari reaksi tersebut adalah poli-
D-hidroksibutirat atau P;* sehingga produk yang dihasilkan dikenal sebagai
plastik biodegradable P;*. Sintesis plastik biodegradable P;* menggunakan
mikroorganisme #alstonia eutropha.
b. *iopolimer yang harus dipolimerisasi terlebih dahulu
/sam laktat merupakan salah satu molekul yang dapat dipolimerisasi guna
menghasilkan suatu biopolimer "Caharjo, #(D$. Proses yang dilalui untuk
menghasilkan plastik biodegradable tersebut adalah produksi asam laktatmelalui proses 'ermentasi glukosa dengan bantuan bakteri, asam laktat yang
didapatkan dipolimerisasi menjadi suatu polimer yakni asam polilaktik atau PL/.
Plastik biodegradable yang diproses dengan metode tersebut dikenal sebagai
Pembuatan 1liserin dari inyak 2elantah inyak jelantah yang digunakan
adalah minyak jelantah sisa rumah tangga yang telah dipakai dua kali
penggorengan atau warnanya sudah kecoklatan. 0ahap pertama adalah
penyaringan minyak jelantah dari pengotor hingga yang tersisa hanya minyak
jelantah saja. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan saringan kecil lalu
dilanjutkan dengan kertas saring. Saringan dan kertas saring dapat digantikan
dengan menggunakan kain kering bersih. ;asil penyaringan ditampung ke dalam
gelas kimia. inyak jelantah dan alkohol dicampurkan dengan komposisi ( D.
9ampuran antara minyak jelantah dan alkohol dipanaskan dengan suhu @5o9
sambil dilakukan pengaduk dengan kecepatan 8 rpm. Pemanasan dilakukan
hingga terlihat adanya dua 'asa pada campuran "kira-kira satu jam$. 9ampuran
didinginkan lalu dipindahkan ke dalam tabung reaksi. 1liserin berada di bagian
bawah campuran. >edua campuran dipisahkan dengan melakukan dekantasi atau
bisa juga dengan menggunakan pipet.
#$ Pembuatan 0epung /mpas 0ahu
Proses pembuatan tepung ampas tahu terdiri dari tiga tahap, yaitu
pencucian, pengeringan, dan pengecilan ukuran. Pertama, ampas tahu yang telah
terkumpul dicuci menggunakan air panas. Penggunaan air panas ini bertujuan agar mikroba yang terkandung dalam ampas tahu mati terutama bakteri pathogen.
>emudian ampas yang telah dicuci bersih selanjutnya dikeringkan dibawah sinar
matahari langsung. >emudian ampas tahu diblender sampai halus dan diayak .
D$ Pembuatan Plastik *iodegradable
Pertama-tama dengan mencampurkan tepung ampas tahu gliserin, 5 ml
asam cuka dan 5 ml akuades ke dalam gelas kimia. 9ampuran bahan-bahan
tersebut dipanaskan dengan menggunakan bunsen kemudian diaduk dengan
menggunakan batang pengaduk. Pemanasan dan pengadukan dilakukan hingga
cairan mengental dan menyerupai lem. Setelah itu, campuran didinginkan sebentar
dan dicetak dengan menggunakan spatula di papan kayu. 9etakan plastik
biodegradable tersebut dikeringkan dengan menggunakan o+en pada suhu !G9
selama (# jam atau hanya dijemur dibawah terik matahari. Setelah kering, plastik
dilepaskan dari cetakannya. >emudian, sampel plastik biodegradable dibuat
dengan bahan dasar tepung ampas tahu dan gliserin dari minyak jelantah. Proses
pembuatan plastik biodegradable dapat dilakukan seperti langkah di atas dengan
+ariasi berat tepung ampas tahu yaitu, 4, ! dan 8 gram serta +ariasi +olume
gliserin yaitu (!,(8, dan # ml.
c. /nalisis Penelitian
($ /nalisis >etahanan 0arik dan Perpanjangan Putus Plastik
>omposisi optimal plastik ditentukan berdasarkan si'at mekanik bahan
terutama pada kekuatan tarik dan perpanjangan bahan. Si'at mekanik ini diperoleh
melalui percobaan uji tarik. Si'at mekanik suatu bahan dipengaruhi oleh si'at
alami masing-masing komponen dan kemampuan ikatan dalamsenyawa
penyusunnya. 0ahap pengujian dilakukan diakhir penelitian dengan membawa
sample ke tempat uji, kemudian sample diuji ketahanan tarik dan ketahanan sobek
dengan alat )niversal *esting +achine.
#$ /nalisis *iodegradabilitas
=ji biodegradabilitas dilakukan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan
sampel 'ilm plastik sampai mengalami degradasi. =ji biodegradabilitas yang
dipilih yaitu mengendalikan mikroorganisme tanah sebagai pembantu prosesdegradasi atau yang disebut dengan teknik soil burial test "Subowo dan Pujiastuti,
#D$. Sampel berukuran 4 K ( cm# ditempatkan dan ditanam dalam pot yang
telah terisi tanah, sampel dibiarkan terkena udara terbuka tanpa ditutupi kaca.
Pengamatan terhadap sampel dilakukan dalam rentang waktu satu hari sekali
hingga sampel mengalami degradasi secara sempurna.